При дедуктивном изучении газовых законов можно ввести понятие температуры и по следующей схеме: температура как параметр состояния макроскопической системы - температура - мера средней кинетической энергии молекул (по определению после рассмотрения основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов) - абсолютная температура. Таким образом, раздел «Молекулярная физика» можно построить по-разному в зависимости от принятых исходных позиций: (метода изучения газовых законов и введения понятия абсолютной температуры). В соответствии с программами общеобразовательной школы раздел «Молекулярная физика» включает обычно две крупные темы: «Основы молекулярно-кинетической теории» и «Основы термодинамики», т. е. изучение материала начинают с основных положений молекулярно-кинетической теории и их опытного обоснования. Это вполне оправдано, так как глубокое понимание термодинамики возможно лишь после изучения механизма, лежащего в основе того или иного процесса. Кроме того, изучение основных положений молекулярно-кинетической теории сразу же позволяет установить связь рассматриваемого материала с тем, что уже известно учащимся из базового курса физики и из курса химии. Вопросы молекулярно-кинетической теории изучают здесь более глубоко, особое внимание уделяют опытным обоснованиям молекулярно-кинетической теории: рассматривают броуновское движение, достаточно детально изучают характеристики молекул, методы их теоретического и экспериментального определения, при объяснении взаимодействия между молекулами проводят анализ графика сил взаимодействия. Затем изучают основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа, понятие температуры, уравнение Менделеева - Клапейрона и изопроцессы. Знания, полученные школьниками при изучении этого материала, используют для объяснения свойств паров, жидкостей и твердых тел. При изучении основ термодинамики повторяют и углубляют понятия, изученные учащимися в базовой школе: внутренняя энергия, способы изменения внутренней энергии, количество теплоты и работа как меры изменения внутренней энергии, обсуждают зависимость внутренней энергии от параметров состояния системы. Затем изучают первый закон термодинамики, дают понятие о втором законе термодинамики (невозможности полного превращения внутренней энергии в работу). Рассмотрение важного вопроса темы - принципов действия тепловых двигателей - позволяет показать применение законов термодинамики в конкретных технических устройствах и тем самым ознакомить школьников с физическими основами теплоэнергетики. Статистический и термодинамический методы изучения тепловых явлений Сущность статистического метода изучения явлений соответствует положению диалектического материализма о соотношении необходимого и случайного. Движение каждой молекулы тела или системы подчиняется законам классической механики, однако ее поведение в каждый момент времени случайно, оно зависит от множества причин, которые невозможно учесть. Например, скорость, энергия, импульс каждой молекулы зависят от столкновений ее с другими молекулами, и предсказать значения этих величин в каждый момент времени невозможно. С другой стороны, поведение всей совокупности частиц починяется определенным закономерностям, которые называют статистическими и которые проявляются при изучении поведения большого числа частиц. Например, если скорость каждой молекулы в данный момент времени - величина случайная, то большинство молекул имеет скорость, которая близка к некоторому определенному при данных условиях значению, называемому наиболее вероятным Математическую основу статистической физики составляет теория вероятностей, важными понятиями которой являются: случайное событие, вероятность, статистическое распределение, среднее значение случайной величины. Под случайным понимают событие, которое может наступить, а может не наступить в данных условиях. Случайное событие характеризуется следующими признаками: а) невозможностью однозначного предсказания случайного события; б) наличием большого числа причин, обусловливающих случайное событие; в) предсказуемостью хода процесса в массовом коллективе случайных событий; г) вероятностью события как математического выражения возможности предсказания процесса. Эти признаки можно рассмотреть на примере совокупности большого числа молекул. В частности, невозможно однозначно предсказать движение каждой отдельной молекулы, так как оно зависит от поведения множества других молекул. Это можно сделать лишь с определенной вероятностью. Вероятность - это числовая характеристика возможности появления события в тех или иных условиях. Чем больше вероятность», тем чаще происходит данное событие. Если N - число всех проведенных испытаний, - число испытаний, в которых происходит данное событие, то вероятность этого события вычисляют по формуле: ![](data:image/jpeg;base64,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)
Достарыңызбен бөлісу: |